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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems für ein Fahrzeug sowie eine Steuereinrichtung für ein Druckluftsystem, ein Druckluftsystem mit einer Steuereinrichtung, und ein Fahrzeug mit einem Druckluftsystem.
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Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems für insbesondere einen Stadtbus sind bekannt. Insbesondere ist ein Kompressorsystem für ein Schienenfahrzeug, umfassend einen von einer elektrischen Maschine angetriebenen Kompressor, aus
DE 10 2013 113 555 A1 bekannt, wobei im Kompressorsystem eine elektrische Maschine über eine Regelungseinrichtung zwischen einer minimalen und maximalen Drehzahl ansteuerbar ist. Weiterhin ist aus der
DE 102 48 183 A1 ein kombinierter Ansaugtrakt bekannt, bestehend aus Luftpresser und Lufttrockner, wobei zur Reduzierung von Ansaug- und Ausstoßgeräuschen ein zusätzlicher Schalldämpfer vorgesehen ist.
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Die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs sowie die zugeordneten Komponenten wie ein Druckluftsystem eines Fahrzeugs sind primäre Quellen für die Geräuschemissionen, insbesondere des Betriebsgeräusches, des Fahrzeugs. Insbesondere bei Fahrzeugen wie einem Stadtbus gibt es einen erhöhten Bedarf an Druckluft. Dieser besteht beispielsweise bei der Einfahrt in eine Haltestelle (Bremsen), dem Öffnen der Türen sowie dem Kneeling - einseitiges Absenken des Fahrzeugs damit Fahrgäste besser Einsteigen können. Durch diesen Druckluftbedarf fällt der Druck im Druckluftsystem (Speicher werden entleert) ab. Bei Fahrzeugen ohne Brennkraftmaschine, wie beispielsweise einem Elektrofahrzeug, resultiert das Betriebsgeräusch während der Fahrt zunächst nur vom Betrieb des Elektromotors, wobei ein leichtes Pfeifen zu hören ist. Das Betriebsgeräusch der weiteren Komponenten, wie beispielsweise eines Druckluftsystems, ist bei langsamer Fahrt ebenfalls hörbar. Erst ab einer Geschwindigkeit von ca. 30 km/h wird das Abrollgeräusch der Reifen derart prägnant, dass die übrigen Geräusche des Fahrzeuges kaum noch zu hören sind. Allen Fahrzeugen ist jedoch gemein, dass sie während des Betriebs, insbesondere während der Fahrt, Geräusche verursachen.
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Eine Studie (Fachliche Einschätzung der Lärmwirkungsstudie NORAH, April 2016, Umweltbundesamt) hat gezeigt, dass die drei untersuchten Lärmarten (Flug-, Schienenverkehrs-, und Straßenverkehrslärm) bei dauerhafter Exposition negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben, psychisch wie physisch. Die Studie hat weiterhin gezeigt, dass insbesondere in den Nachtstunden die Lärmbelastung reduziert werden muss. Insofern ist es wünschenswert, dass moderne Fahrzeuge so wenig Geräusche wie möglich produzieren, wenn Menschen in der Nähe sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems für ein Fahrzeug, eine Steuereinrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, ein Druckluftsystem mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung sowie ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Druckluftsystem zu schaffen, wobei die genannten Nachteile vermieden werden.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems für ein Fahrzeug, insbesondere einen Stadtbus, mit mindestens einem Luftpresser - auch als Kompressor bezeichnet - und einer Steuereinrichtung, geschaffen wird. Erfindungsgemäß ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eine Funktion des Luftpressers derart beeinflusst und/oder unterbricht, insbesondere eine Förderphase des Luftpressers unterdrückt, sodass eine Geräuschentwicklung zu bestimmten Tageszeiten, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, und/oder an bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, insbesondere Haltestellen mit direkt angrenzenden bewohnten Wohnungen, reduziert wird. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit, dass insbesondere die Geräuschemissionen in der Nacht, welche gemäß der Studie besonders schädlich für die Gesundheit sind, reduziert werden können. An Haltestellen mit angrenzenden bewohnten Wohnungen sind die Bewohner dieser Wohnungen sowieso schon einer erhöhten Geräuschemission, auch als Lärmbelastung bezeichnet, durch die Haltestelle ausgesetzt. Einerseits da ein Fahrzeug beim Einfahren in die Haltstelle durch das Verzögern des Fahrzeugs und gegebenenfalls gegebenenfalls Herunterschalten in einen niedrigeren Gang mehr Geräuschemissionen verursacht, als wenn das Fahrzeug nur mit gleichbleibender Geschwindigkeit an den bewohnten Wohnungen vorbeifahren würde. Andererseits da das Fahrzeug bei der Ausfahrt aus der Haltestelle eine erhöhte Lärmbelastung durch eine Erhöhung der Motordrehzahl beim Beschleunigen verursacht. Insofern wäre es besonders nachteilig, wenn dann während des Halts an der Haltestelle noch zusätzlich die Geräuschemissionen des Druckluftsystems, insbesondere des Luftpressers, hinzukämen.
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Unter einem Luftpresser wird hier insbesondere eine Einrichtung zur Drucklufterzeugung verstanden, die eingerichtet ist, um Druckluft für alle Druckluft-betriebenen oder unterstützten Funktionen eines Fahrzeugs bereitzustellen, bei einem Stadtbus beispielsweise zum Bremsen, für eine Luftfederung, eine vertikale Hub- oder Kippbewegung zum Anheben und Absenken an Haltestellen - auch als Kneeling-Funktion bezeichnet -, und dergleichen.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass in einem Normalbetrieb der mindestens eine Luftpresser in dem Moment aktiviert wird, wenn im Druckluftsystem ein Grenzdruck unterschritten wird. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass dann, wenn sich das Fahrzeug an bestimmten Orten aufhält, welche geräuschsensitiv sind, und/oder es eine bestimmte Tageszeit ist, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, der Grenzdruck um 2 bar, vorzugsweise 1,5 bar, besonders bevorzugt 1 bar, herabgesetzt wird. Hierdurch wird erreicht, dass es nur noch in wenigen Fällen zum Betätigen des Luftpressers kommt. Beispielsweise wird in Haltestellen vermieden, dass es zu einer Aktivierung des Luftpressers kommt, wenn sich ein Motor des Fahrzeugs bei einer Leerlaufdrehzahl befindet. Das Befüllen des Druckluftsystems durch den mindestens einen Luftpresser erfolgt dann entweder bei Abfahrt aus einer Haltestelle, wenn der ursprüngliche minimale Grenzdruck unterschritten wurde, und/oder wenn eine Uhrzeit ist, welche außerhalb der bestimmten Tageszeiten, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, liegt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Luftpresser elektrisch angetrieben wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass von einem direkten mechanischen Antrieb durch den Fahrzeugmotor, insbesondere die Brennkraftmaschine oder einen elektrischen Fahrmotor, abgesehen werden kann, wodurch eine komplizierte Konstruktion und/oder Steuerung und damit Kosten eingespart werden können.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass es sich bei den bestimmten Tageszeiten um geräuschsensible Tageszeiten handelt und/oder dass mit bestimmten Tageszeiten die Zeit zwischen 18 Uhr abends und 6 Uhr morgens gemeint ist.
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Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass mit bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, Innenstädte und/oder verkehrsberuhigte Bereiche, vorzugsweise außer für den öffentlichen Nahverkehr, gemeint sind.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Steuereinrichtung eine Zeitgebereinrichtung zugeordnet ist, wobei durch die Zeitgebereinrichtung die Tageszeit, insbesondere ob es Mittag, Abend und/oder in der Nacht ist, für die Steuereinrichtung bestimmt wird.
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Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Tageszeit mittels eines fahrzeugseitigen CAN-Busses ermittelt, insbesondere abgefragt/abgegriffen, wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Steuereinrichtung weiterhin eine satellitengestützte Positionsbestimmungseinrichtung zugeordnet ist, wobei durch die Positionsbestimmungseinrichtung ein aktueller Ort des Fahrzeugs bestimmt wird.
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Mittels der Positionsbestimmungseinrichtung kann insbesondere der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle erkannt werden.
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Der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle kann auch erkannt werden, indem durch die Steuereinrichtung ein Stillstand des Fahrzeugs, das heißt das Fahrzeug hat eine Geschwindigkeit von 0 km/h, wobei die Geschwindigkeit über den CAN-Bus des Fahrzeugs abgefragt werden kann, verknüpft mit geöffneten Fahrzeugtüren festgestellt wird. Steht das Fahrzeug still und sind die Türen geöffnet, liegt insbesondere bei einem Stadtbus mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Aufenthalt an einer Haltestelle vor. Diesbezüglich ist es auch möglich, den Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle dadurch festzustellen, dass bei einem Fahrzeug mit einer Kneeling-Funktion diese Kneeling-Funktion überwacht wird, und durch Feststellung einer Aktivierung der Kneeling-Funktion der Aufenthalt an einer Haltestelle erkannt wird. Mit einem Kneeling wird eine Funktion bezeichnet, bei welcher das Fahrzeug auf der Seite mit den Fahrzeugtüren für die Passagiere diese Seite des Fahrzeugs, vorzugsweise durch ein Entleeren der dieser Seite des Fahrzeugs zugeordneten Luftbälge der Luftfederung, abgesenkt wird. Ob eine Kneeling-Funktion des Fahrzeugs aktiviert ist, kann über eine Fahrzeug-CAN-Bus-Abfrage ermittelt werden.
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Weiterhin kann der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle auch erkannt werden, indem ein Schilder-Erkennungssystem das Vorhandensein eines Haltestellenschilds und/oder eines anderen Hinweises auf eine Haltestelle erkennt.
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Ferner kann der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle auch erkannt werden, indem via Radar eine Umgebung des Fahrzeugs überwacht wird und bei für Haltestellen charakteristischen Merkmalen auf einen Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle erkannt werden kann.
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Weiterhin kann der Aufenthalt des Fahrzeugs an einer Haltestelle auch erkannt werden, indem mit einer satellitengestützten Positionsbestimmung, insbesondere GPS, die Position des Fahrzeugs bestimmt wird und die Position mit Positionsdaten von bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, verglichen wird, um festzustellen, ob sich das Fahrzeug an bestimmten Orten, welche geräuschsensitiv sind, befindet.
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Der Aufenthalt an einer Haltestelle kann auch durch das IBIS-System (Integriertes Bordinformationssystem) erkannt werden. Das IBIS-System bestimmt vorzugsweise die Position des Fahrzeugs mittels Infrarotbaken und/oder satellitengestützter Positionsbestimmung, insbesondere GPS.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass ein zukünftiger Fahrweg in der Steuereinrichtung hinterlegt wird, wobei die Steuereinrichtung bei einer Annäherung an einen geräuschsensitiven Ort, bevor dieser Ort erreicht wird, den Luftpresser derart steuert, dass dieser einem dem Druckluftsystem zugeordneten Druckluftspeicher in erhöhtem Maße komprimierte Luft zuführt, sodass dieser Druckluftspeicher vor Erreichen des geräuschsensitiven Ortes, vorzugsweise maximal, gefüllt ist. Durch die vorausschauende Befüllung des Druckluftspeichers wird es ermöglicht, dass an dem geräuschsensitiven Ort der Luftpresser derart betrieben werden kann, dass möglichst geringe Geräuschemissionen auftreten. Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass der Luftpresser während einer Standzeit des Fahrzeugs an dem geräuschsensitiven Ort mit minimaler Drehzahl betrieben wird, vorzugsweise deaktiviert ist. Hierdurch wird erreicht, dass insbesondere an geräuschsensitiven Orten der Luftpresser durch die minimale Drehzahl oder Stillstand minimale oder keine Geräusche emittiert, wobei jedoch durch den gefüllten Druckluftspeicher die vollständige Funktion des Druckluftsystems zumindest für eine gewisse Zeit, welche bevorzugt länger ist als die Aufenthaltsdauer am geräuschsensitiven Ort, gewährleistet ist. Während einer Fahrt des Fahrzeugs sind die üblicherweise vorhandenen Geräuschemissionen höher, als die durch den Luftpresser während eines Betriebs zu erwartenden Geräuschemissionen.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst, indem eine Steuereinrichtung für ein Druckluftsystem geschaffen wird, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Es ergeben sich insbesondere die in Bezug auf das Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems für ein Fahrzeug offenbarten Vorteile.
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Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst, indem ein Druckluftsystem mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung geschaffen wird. Es ergeben sich insbesondere die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems offenbarten Vorteile.
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Die Aufgabe wird weiterhin gelöst, indem ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Druckluftsystem geschaffen wird. Es ergeben sich insbesondere die in Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems für ein Fahrzeug offenbarten Vorteile.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 (A) ein vorteilhaftes Fahrzeug 1 mit einem Druckluftsystem 3, welches vorzugsweise einer Brennkraftmaschine 4 zugeordnet ist, mit mindestens einem Luftpresser 5 und einer Steuereinrichtung 7, und
- 1 (B) eine Darstellung, wobei hiermit ein besonders bevorzugtes Verfahren zum Betreiben eines Druckluftsystems 3 für ein Fahrzeug 1 erläutert wird.
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1 (A) zeigt ein Fahrzeug 1 mit einem Druckluftsystem 3, welches vorzugsweise einer Brennkraftmaschine 4 zugeordnet ist, mit mindestens einem Luftpresser 5 und einer Steuereinrichtung 7. Die Steuereinrichtung 7 beeinflusst und/oder unterdrückt eine Funktion des Luftpressers 5 derart, dass eine Geräuschentwicklung zu bestimmten Tageszeiten, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, und/oder an bestimmten Orten 9, welche geräuschsensitiv sind, insbesondere Haltestellen mit direkt angrenzenden bewohnten Wohnungen 12, reduziert wird. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt derart eingerichtet, dass in einem Normalbetrieb der mindestens eine Luftpresser 5 in dem Moment aktiviert wird, wenn im Druckluftsystem 3 ein Grenzdruck unterschritten wird. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass wenn sich das Fahrzeug 1 an einem bestimmten Ort 9 aufhält und/oder es eine bestimmte Tageszeit ist, der Grenzdruck um 1 bar herabgesetzt wird. Im „Nomalbetrieb“ wird der Luftpresser 5 aktiviert, sobald ein Druck im Druckluftsystem 3 unter den Grenzdruck abfällt, was in etwa bei ca. 70 % der angefahrenen Haltestellen passiert. Durch den Betrieb des Luftpressers 5 verschlechtert sich das Geräuschniveau des Fahrzeugs 1 sowohl subjektiv als auch hinsichtlich des Schalldruckpegels, was vor allem im Stand und Motor mit Leerlaufdrehzahl störend ist. Um diese Verschlechterung des Geräuschniveaus zu vermeiden wird die Aktivierung des Luftpressers 5 im Fall einer Haltestelle unterdrückt, indem der Grenzdruck, bei dem eine Befüllung des Druckluftsystems 3 notwendig ist, um ca. 1 bar reduziert wird, wodurch nur noch in etwa bei ca. 20 % der Haltestellen ein Aktivieren des Luftpressers 5 vorkommt. Der Luftpresser 5 wird dann bei Abfahrt des Fahrzeugs 1 zugeschaltet, wobei das zusätzliche Geräusch, das durch den Luftpresser verursacht wird, im höheren Gesamtgeräusch des anfahrenden Fahrzeugs 1 nicht mehr zusätzlich als störend wahrgenommen wird.
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Weiterhin ist 1 (A) zu entnehmen, dass der Steuereinrichtung 7 weiterhin eine Zeitgebereinrichtung 11 zugeordnet ist, wobei durch die Zeitgebereinrichtung 11 die Tageszeit, insbesondere mittags, abends und/oder in der Nacht, für die Steuereinrichtung 7 bestimmt wird.
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Weiterhin ist 1 (A) zu entnehmen, dass der Steuereinrichtung 7 eine satellitengestützte Positionsbestimmungseinrichtung 13 zugeordnet ist, wobei durch die Positionsbestimmungseinrichtung 13 ein aktueller Ort des Fahrzeugs 1 bestimmt wird.
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Der 1 (B) ist eine schematische Darstellung zu entnehmen, wobei zunächst im unteren Teil der Figur zu erkennen ist, dass ein Fahrzeug 1 sich auf einem Fahrweg 14 befindet, wobei der weitere Verlauf durch einen zukünftigen Fahrweg 15 angedeutet ist. Dies spricht an, dass es für die Steuereinrichtung 7 eine wichtige Information darstellt, welcher zukünftiger Fahrweg 15 zu befahren ist, um zu entscheiden, ob die Steuereinrichtung 7 bei einer Annäherung an einen geräuschsensitiven Ort 9, bevor dieser Ort 9 erreicht wird, den Luftpresser 5 derart steuert, dass dieser einem dem Druckluftsystem 3 zugeordneten Druckluftspeicher 17 in erhöhtem Maße komprimierte Luft zuführt, sodass dieser Druckluftspeicher 17 vor Erreichen des geräuschsensitiven Ort 9, vorzugsweise maximal, gefüllt ist, wobei während einer Standzeit des Fahrzeugs 1 an dem geräuschsensitiven Ort 9 der Luftpresser 5 deaktiviert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013113555 A1 [0002]
- DE 10248183 A1 [0002]
